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INSTALLATION POUR LE REGLAGE DU COURANT DE DEBIT DE GAZ.
La présente invention est relative à une installation de réglage d'un courant de gaz de chauffage pour les fours industriels, tels que fours à coke et, en particulier, à un dispositif de réglage du débit d'un mélange de gaz, à pouvoir calorifique déterminé et à poids spécifique variable.
Pour le chauffage de fours industriels, tels que fours à coke, ou similaires, on dispose fréquemment d'un gaz de chauffage à pouvoir calori- fique très variable. Si l'on utilise, par exemple, le gaz résiduel de la synthèse de l'azote ou de l'essence, le pouvoir calorifique peut osciller' entre de larges limites, par exemple entre 3.000 et 6.000 calories par mètre cube. La fixation du pouvoir calorifique à la valeur désirée a lieu habi- tuellement au moyen du mélange avec un gaz à pouvoir calorifique faible mais relativement constant, comme par exemple le gaz de haut fourneau (environ 1000 calories par mètre cube).
Le mélange de gaz à pouvoir calorifique déterminé résultant, présente cependant, suivant la proportion du mélange de gaz rési- duel au gaz de haut fourneau, un poids spécifique très variable suivant les circonstances. Un simple réglage de la pression du gaz mixte amènerait donc aux fours une quantité de gaz variable, correspondant à la variation du poids spécifique, car les dispositifs de réglage du courant de débit de. gaz (régleurs de pression) répondent aux variations du poids spécifique du courant de gaz.
L'invention résout le problème consistant à réaliser une instal- lation relativement simple à manoeuvrer, dans laquelle on peut exécuter un ré- glage du débit de gaz malgré des variations de poids spécifique entre de lar- ges limites.
Le dispositif''de réglage du débit d'un mélange de gaz, à pouvoir calorifique déterminé, et à poids spécifique variable du gaz, se compose d'un régulateur à double membrane, connu en soi, qui agit par l'intermédiaire d'un cylindre de commande sur un organe d'étranglement dans la conduite de gaz
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principale, et sur la membrane duquel agit la pression différentielle correspon- dant au poids spécifique du gaz et s'établissant de chaque côté d'un diaphrag- me normal (anneau de retenue) dans la conduite de gaz principale.
Conformément à l'invention, la contrepression agissant sur l'autre membrane du régulateur à double membrane, qui ne doit dépendre que du poids spécifique du gaz, dont le débit est fixé, est produite par une soufflerie mar- chant avec une vitesse constante et prenant le gaz dans le courant principal, qui a été réglé.
On sait que pour la vitesse V du courant de gaz, l'équation suivan- te est valable :
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dans laquelle h représente la pression différentielle proportionnelle au poids spécifique du gaz, s'établissant de chaque côté d'un diaphragme normal (anneau de retenue), le poids spécifique du gaz, K une constante de l'appareil, qui dépend du diamètre du tuyau et de la dimension du diaphragme.
La vitesse du courant de gaz reste donc constante conformément à l'équation ci-dessus, quand le rapport h reste constant. La soufflerie prévue conformément à l'invention, produit une pression du gaz, ce qui suppose une vitesse de rotation constante de la soufflerie, qui est de même proportion- nelle au poids spécifique du gaz.
Plus la vitesse de rotation de la soufflerie reste constante, plus de rapport h , c'est-à-dire le débit de gaz, reste lui-même.constant. Si l'on # doit modifier la valeur absolue de V, on peut le faire, suivant l'invention, d'une façon relativement simple, en modifiant la vitesse de rotation de la souf- flerie et, par suite, la valeur absolue de la contrepression avec une pression différentielle h constante. Le régulateur de vitesse de la soufflerie est éta- lonné à cet effet, en valeurs de débit de gaz.
Une autre possibilité de modification de la valeur absolue de V réside, conformément à l'invention, dans le fait que le système à double mem- brane, agit sur un régulateur proportionnel (D.R.P. Brevet allemand n 352. 960) peu connu en soi. La vitesse de rotation de la soufflerie peut être alors main- tenue constante (moteur synchrone). La modification arbitraire du rapport h # et, par suite, de la valeur absolue de ± a lieu alors par la mise en position correspondante du tiroir différentiel.
On va maintenant expliquer l'invention en se reportant à l'exemple d'application représenté sur le dessin, Le gaz mixte à pouvoir calorifique fixé et à poids spécifique variable, s'écoule à travers la canalisation prin- cipale 1 dans la direction de la flèche. Dans la canalisation principale se trouvent un diaphragme normal (anneau de retenue) 2 et un papillon d'étrangle- ment qui de son côté, est actionné par un cylindre de commande et par l'in- termédiaire d'un système de leviers La pression différentielle h s'établis- sant à l'anneau de retenue est transmise aux conduites de pression 6 et 1 de la membrane 8 d'un régulateur à double membrane.
La soufflerie 10 actionnée par le moteur ±, tournant à une vitesse constante, aspire continuellement, à travers le régulateur de pression inté- rieure 11 et la conduite 12, un courant de gaz de la conduite principale 1 et produit par la conduite 13 une pression 2, dépendant du poids spécifique du mélange soufflé sur la membrane 14 du régulateur à double membrane.
Les membranes $ et 14 agissent sur la position du tube effilé 16
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du régulateur à double membrane 15 constitué comme régulateur différentiel de la façon connue, de telle sorte que,'suivant que la pression produite par la soufflerie ou la pression différentielle h y est la plus grande, le tube effilé 16 injecte de l'huile sous pression dans la moitié gauche ou droite du cylindre de commande 4.
La valeur absolue du débit de gaz V, correspondant à la posi- tion moyenne du papillon d'étranglement pour un poids spécifique constant du gaz, est modifiée d'une façon connue, par le fait que les points d'arti- culation du système de leviers du régulateur différentiel peuvent être dé- placés vers le haut ou vers le bas par la rotation de la vis de calage 18.
A la place du régulateur différentiel avec transmission à leviers multiples,. on peut aussi utiliser un simple régulateur à double mem- brane, où les deux membranes agissent directement sur le tube effilé sans l'interposition de la transmission à leviers. La valeur absolue V, ou débit de gaz est fixée, dans ce cas, par la modification du nombre de tours de la soufflerie.
REVENDICATIONS.
1. - Installation de réglage du débit gazeux, de mélanges de gaz à pouvoirs calorifiques déterminés et à poids spécifiques variables, dans le- quel, la pression différentielle proportionnelle au poids spécifique du gaz, s'établissant de part et d'autre d'un diaphragme normal (anneau de retenue) dans la conduite principale de gaz, est amenée à une membrane d'un régulateur à double membrane agissant sur un organe d'étranglement de la conduite prin- cipale de gaz, caractérisée en ce que la contrepression amenée à l'autre mem- brane du régulateur à double membrane est produite par une soufflerie tour- nant à une vitesse constante, que la soufflerie prélève continuellement du gaz, du courant de gaz principal à courant de débit calorifique déterminé, et l'a- mène, sous une pression de même proportionnelle au poids spécifique du gaz,
à la membrane correspondante.